江苏省赣榆县海头高级中学高中物理 7.9《实验：验证机械能守恒定律》学案2 新人教版必修2

江苏省赣榆县海头高级中学高一物理必修 27.9《实验：验证机械能守恒定律》学案 2（人教版必修 2）【学习目标】 1．会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度． 2．掌握验证机械能守恒定律的实验原理．【自主导学】 1、必须选择一个符合机械能守恒的运动模型来验证机械能守恒定律，本实验选择自由落体运动模型来验证机械能守恒定律，是因为物体在自由落体运动过程中只____做功，满足____________。2、按照书本要求，本实验是验证自由落体轨迹上开始点和其后任意点的机械能守恒，为此必须选择物体初速度为_______,判断开始点是否满足要求的依据是_____________,为了计算物体减少的重力势能，必须测量出物体__________________，对应的测量器材是___________。为了计算出某点时刻物体的动能，必须测量出物体在该时刻的瞬时速度，其计算公式为__________________，这是利用了什么原理？_________________。为了计算物体的动能和重力势能，按理还需要知道物体的质量，但本实验中可以不测物体的质量，其原因是_______ 。3、实验操作过程中，是先接通电源开始打点还是先放开纸带？为什么？ _______ 。4、为了减小实验误差，应尽量减小重物下落时纸带所受的阻力。因此重锤应选______（填重、轻），纸带应_______放置。尽管采取了上述措施，但由于阻力还是存在的，所以实验中重力势能的减小量应______动能的增加量，这样才是符合实际的。【例题解析】 例题：在《验证机械能守恒定律》的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为 50Hz，测得当地的重力加速度 g=9.8m/s2，测得所用重物的质量为 1.00kg，实验中得到一点迹清晰的纸带（如图），把第一点记作 O，另选连续的 4 个点 A、B、C、D 作为测量的点，经测量知道 A、B、C、D 到 0 点的距离分别为 62.99cm,70.18cm,77.76cm,85.73cm,根据以上的数据，可知重物由 0 运动到 C点，重力势能的减小量等于_______J,动能的增加量等于_______J。（取三位有效数字）解析 重物从 O 点到 C 点下落高度 h=0.7776m，△WP=mgh=1.009.80.7776J=7.62J1计算相应过程的动能增加量应先计算出 C 点的瞬时速度 vc，由图可知：vc=xBD/2t=(0.8537-0.7018)/(2×0.02)=3.898(m/s) 故 ΔEk=mvc2/2=1.00×3.8982/2J=7.56J拓展 有些认为动能增加量可以根据机械能守恒得到△Ek=0.762J，这样做犯了逻辑错误，因为实验目的就是要验证机械能是否守恒，验证过程中当然不能利用机械能守恒的结论。且实...